Hallo,
ich habe stur nach Schema F eine spannungsgesteuerte Stromquelle mit
Stellwiderstand zur Stromregulierung eines Verbrauchergruppenteils
aufgebaut. Laut Simulation läuft der Spaß auch super, doch leider nicht
in real.
Ich habe das Problem, dass wenn die OPV Inputspannung 0V/Masse ist, ich
trotzdem einen Strom im Verbraucherzweig von 16µA fließen habe und ich
den einfach nicht wegbekomme -> Prob: die LEDs leuchten trotz des
geringen Stromes schon ganz leicht und lassen sich somit nicht komplett
abschalten.
Der ganze Spaß ist auch schon auf einer fertigen Platine - somit komm
ich nicht überall so einfach ran (Bsp. OPV).
Ich habe wegen der möglichen Ursache (Zero Gate Drain Voltage Current)
schon einen besseren Transistor genommen - noch immer gleicher Strom
~16µA und es leuchtet.
Bei einer Strommessung vor R5 haben die LEDs nurnoch weniger geglimmt
und das Multimeter ~3µA angezeigt, doch ob so eine Messung noch korrekt
ist, mag ich zu bezweifeln.
Wie kann es sein, dass der Strom durch den nMos fließt, wo dieser doch
komplett sperrend sein soll (bis auf den Zero Gate Drain Voltage
Current, welcher mit einem Infineon BSC028N06LS3 G bei Zimmer-temp. max
1µA betragen sollte)?
Ich verstehe einfach nicht, wie der Strom fließen kann. Kann mir das wer
erklären?
Viele Grüße
aesis
Miss mal die GS-Spannungam Mosfet. Wenn diese unterhalb von Ugsth
(s. Datenblatt) liegt und trotzdem die 16µA fließen, ist der Mosfet
schlecht, ansonsten ist die Offsetspannung des Opamp schuld. Schon 1mV
Offsetspannung führt zu einem Strom von 1mV/60Ω=16,7µA. Der LT1006 in
der Simulation hat typisch 30µV, was einem Strom von 0,5µA entspräche.
Aber wahrscheinlich hast du in der realen Schaltung einen billigeren
Opamp genommen.
Yalu X. schrieb:> Miss mal die GS-Spannungam Mosfet. Wenn diese unterhalb von Ugsth> (s. Datenblatt) liegt und trotzdem die 16µA fließen, ist der Mosfet> schlecht, ansonsten ist die Offsetspannung des Opamp schuld. Schon 1mV> Offsetspannung führt zu einem Strom von 1mV/60Ω=16,7µA. Der LT1006 in> der Simulation hat maximal 50µV, was einem Strom von 0,8µA entspräche.> Aber wahrscheinlich hast du in der realen Schaltung einen billigeren> Opamp genommen.
Das hier könnte da helfen:
OK werd ich morgen nochmal messen. Beim Infineon BSC028N06LS3 G hatte
ich ein Ugs von 2,82 Volt. Laut Datenblatt ist Ugs(th) bei Ugs = Uds
max. 2,2 Volt @ 93µA. Ich habe aber Uds ~ 20 Volt. Ich bin also über
Ugs(th).
Ich habe genau den OPV genommen, wie in der Schaltung. BTW der R5 ist
8,2Ohm nicht 60. Die 60Ohm stammen aus einer überarbeiteten, aber noch
nicht realisierten Schaltung.
Wenn ich jetzt also 30µV/8,2Ohm rechne, komm ich auf 3,7µA.
@ Jonathan:
was ist bei dir -V? GND?
Danke euch beiden schonmal :)
aesis schrieb:> was ist bei dir -V? GND?
Das musst Du Dich selbst fragen: Es ist das selbe -V, wie in Deinem
Schaltplan, also die negative Versorgung deines OPVs.
Gruß
Jonathan
Ein OPV kann i.d.R. nie V- oder V+ der Versorgung erreichen.
Evtl. würde ja mal ein Widerstand vom Gate gegen Gnd helfen. So 1k, das
hilft dem OP den Ausgang gegen Masse zu ziehen.
Der OPV muss ja auch nicht seine Betriebsspanung verstärken können - hat
12V und soll max. 8V liefern können.
Also nur ein Widerstand vorm Gate gegen Masse hat nichts gebracht
(510Ohm, 1kOhm probiert).
Eine 1N4148 habe ich leider nicht und ich schau gerade ml, was ich so
finden kann. Laut Bild ist diese aber in Sperrichtung. Wieso das denn?
Viele Grüße
aesis
aesis schrieb:> Eine 1N4148 habe ich leider nicht und ich schau gerade ml, was ich so> finden kann. Laut Bild ist diese aber in Sperrichtung. Wieso das denn?
Weil der Zeichner sie verkehrt herum eingezeichnet hat. ;-)
Yalu X. schrieb:> Schon 1mV Offsetspannung führt zu einem Strom von 1mV/60Ω=16,7µA.
Auch wenn der OPV besser ist: 1mV fallen schnell mal an Leiterbahnen
ab...
-> Layout / Stromwege beachten!
Gruß Dietrich
aesis schrieb:> Ich habe das Problem, dass wenn die OPV Inputspannung 0V/Masse ist, ich> trotzdem einen Strom im Verbraucherzweig von 16µA fließen habe und ich> den einfach nicht wegbekomme -> Prob: die LEDs leuchten trotz des> geringen Stromes schon ganz leicht und lassen sich somit nicht komplett> abschalten.
Was hältst Du davon einen Widerstand (z.B. 47 kOhm) parallel zur LED zu
schalten?
Gruß
Joachim
Also auch die Diode hat nichts gebracht. Was soll ein Parallelwiderstand
mit dieser Größe bewirken? da fließt dann nur so ein Mini-Strom ab, was
dann in pA-Bereich wäre, aber ich kann es ja mal testen.
aesis schrieb:> ... Was soll ein Parallelwiderstand> mit dieser Größe bewirken? da fließt dann nur so ein Mini-Strom ab, was> dann in pA-Bereich wäre, aber ich kann es ja mal testen.
Er begrenzt die Spannung an der LED beim Fließen des Fehlstroms. Da die
LED eine exponentielle Strom-Spannung-Kennlinie hat, müsste dann der
Strom durch die LED um mehrere Größenordnungen niedriger sein.
Gruß
Joachim
Alles, was du bisher ausprobiert und gemessen hast, deutet darauf hin,
dass das Problem tatsächlich von der Offsetspannung des Opamp verursacht
wird. Eine Offsetspannung von 16µA·8,2Ω=131µV ist zwar nicht sehr wahr-
scheinlich, aber durchaus möglich.
Um trotz der Offsetspannung einen Ausgangsstrom von 0 zu erhalten, muss
man das Signal am invertierenden Eingang etwas anheben. Mit den beiden
zusätzlichen Widerständen in der angehängten Schaltung können Offset-
spannungen bis ca. 1mV bewältigt werden (+1mV: rot, 0mV: blau, -1mV:
grün). Durch diesen Trick steigt zwar der Ausgangsstrom für kleine
positive Eingangsspannungen nicht sofort an, auf jeden Fall wird aber
garantiert, dass bei 0V Eingangsspannung der Ausgangsstrom nur dem
Reststrom des Mosfets entspricht.
>OK werd ich morgen nochmal messen. Beim Infineon BSC028N06LS3 G hatte>ich ein Ugs von 2,82 Volt. Laut Datenblatt ist Ugs(th) bei Ugs = Uds
Was - hast Du gemessen? Dann sollte mal der OPV geprüft werden. Denn der
sollte rel. lässig auf fast 0V runterkommen können.
Ist da wirklich ein LT1006 drin. Wenn ja, dann sollte der passend sein,
denn der kann bis auf fast 0V runter gehen bis auf ein paar mV (auch am
Eingang).
Vielleicht schwingt ja Dein OPV. Hast Du dessen Spannungsanschlüsse
abgeblockt? (Ub gegen Masse direkt am IC). Das würde auch erklären, daß
die Strommessung direkt am Source ganz andere Werte ergibt als bei einer
Messung am Drain.
Jens G. schrieb:> Was - hast Du gemessen? Dann sollte mal der OPV geprüft werden. Denn der> sollte rel. lässig auf fast 0V runterkommen können.> Ist da wirklich ein LT1006 drin. Wenn ja, dann sollte der passend sein,> denn der kann bis auf fast 0V runter gehen bis auf ein paar mV (auch am> Eingang).>> Vielleicht schwingt ja Dein OPV. Hast Du dessen Spannungsanschlüsse> abgeblockt? (Ub gegen Masse direkt am IC). Das würde auch erklären, daß> die Strommessung direkt am Source ganz andere Werte ergibt als bei einer> Messung am Drain.
Beim Infineon BSC028N06LS3 G fällt laut Multimeter und Oszi zwischen
Gate und Source eine Spannung von 2,82 Volt ab. µV kann ich aufgrund der
Toleranz der Messspitzen nicht messen (ich bekomme, sobald die
Krokodilklemme für die Masse der Messpitzen etwas mechan. Spanunng hat
einen Sinus-Offset von 5mV angezeigt). Mein Multimeter macht nur bis mV,
aber µA.
Beim A6408 bekomme ich ein Ugs von ~600mV angezeigt. Wenn ich zwischen
Source und Stromstellwiderstand messe, schwankt mein Multimeter immer
zwischen 0,1 und 0,2 mV, was dann auch die theoretischen 130µV erklären
würde.
Ich simulier den Spaß mal nach der obrigen Schaltung, doch meine
Schaltung muss fix sein -> 600 Hz :). Auch wird es schwierig die
Offset-Spannung in real zu realisieren, da ich hier einen weiteren step
down benötigen würde.
Danke euch allen.
Also der OPV erhält ganz normal seine Betriebsspannung über die
Eingangsspannung, welche durch einen Phi-Filter gegen Störungen
gesichert ist.
Masse ist auch direkt an der Masse der Eingangsquelle.
Ich habe am Eingang des OPVs einen 3-stufigen RC-Filter.
Laut Simulation bekomme ich bei diesem, auch wenn die Eingangsspannung
vor dem Filter 0V Beträgt am Ausgang 28,2 µV, was ja auf den Eingang des
OPVs geht.
Diese Tatsache würde dann ja auch zu einem kleine Strom führen, da dann
über den Stromstellwiderstand eine Spannung aus 28,2µV + Offsetspannung
des OPVs ~ 30 µV abfallen würde.
Das ist dann ein Strom von ~ 7,1 µA. Der Rest ist dann vll. Der
Leckstrom des Mosfets?
Soll ich dann doch lieber bei der Version des Parallelwiderstandes zu
den LEDs bleiben?
aesis schrieb:> Laut Simulation bekomme ich bei diesem, auch wenn die Eingangsspannung> vor dem Filter 0V Beträgt am Ausgang 28,2 µV, was ja auf den Eingang des> OPVs geht.
Die kommen wahrscheinlich durch den Bias-Strom des Opamp (ca. 10nA).
Zusammen mit dem ohmschen Widerstand des RC-Filters von etwa 3kΩ
kommen die 28,2µV zustande. Um das zu kompensieren, kannst du vor den
invertierenden Eingang einen gleichgroßen Widerstand schalten.
Jo laut Simulation funktioniert das recht gut, doch kannst du mir auch
erklären, wieso das der Fall ist? Also wieso Fällt die Eingangsspannung
über dem Eingangswiderstand des invertierten Einganges denn ab? Mir ist
das gerade nicht schlüssig.
Vielen Dank schonmal.
aesis schrieb:> Jo laut Simulation funktioniert das recht gut, doch kannst du mir auch> erklären, wieso das der Fall ist? Also wieso Fällt die Eingangsspannung> über dem Eingangswiderstand des invertierten Einganges denn ab?
Auf was beziehen sich deine Aussage und sich deine Frage? Auf die
Schaltung, die ich heute um 12:50 gepostet habe, oder auf den Hinweis
mit dem Bias-Strom um 14:55?
Auf den Bias-Strom, also dem 3k Widerstand vor dem invertierten Eingang.
Das ist die einzige Änderung, die ich jetzt mal übernommen habe und sie
scheint zu funktionieren (laut Simulation). Werde es gleich mal in real
testen.
aesis schrieb:> Auf den Bias-Strom, also dem 3k Widerstand vor dem invertierten Eingang.
Der Bias-Strom ist der Strom der aus beiden Eingängen des Opamp
herausfließt. Dieser Strom erzeugt an Widerständen vor den Eingängen
einen Spannungsabfall. Wenn die beiden Widerstände gleich sind, sind
auch die Spannungsabfälle gleich und heben sich damit gegenseitig auf.
Suche mal im Netz nach "Bias Current Compensation" oder "Ruhestromkom-
pensation".
aesis schrieb:> Leider funktionierte auch das nicht. Es leuchtet weiterhin, obwohl laut> Simulation nurnoch 66pA durch die LEDs fließen sollte.
... weil du den Fehler durch die Offsetspannung immer noch drin hast. In
den LTspice-Modellen wird die Offsetspannung bei den firmeneigenen
Opamp-Typen wenn überhaupt, dann meist viel zu optimistisch angesetzt,
weswegen das Problem in der Simulation nicht sichtbar wird.
Hallo Stefan,
ja das hat Joachim auch schon vorgeschlagen und es funktioniert auch und
so werde ich es wohl auch machen müssen.
Leider kann ich ja die Offset-Spannung nicht messen. Aber jetzt muss ich
erstmal schaun, dass ich meine kleinen Mosfets von ihren 120°C
wegbekomme - da fingen schon Überreste vom Flussmittel an zu verdampfen
und das muss ja nun nicht sein.
Vll. hätte ich die max. Verlustleistung der Mosfets von ~2Watt mit real
1,4Watt nicht so eng ohne Kühlkörper dimensionieren sollen.
Danke euch allen.
OK danke euch allen. Ich lass den Spaß mal mit dem Parallelwiderstand
laufen. Funktioniert ja bestens. Der nimmt den "ganzen" Strom weg, da
die LED ja noch viel hochohmiger ist. Zum Glück!
Und eine Ruhestromkompensation hab ich ja jetzt auch noch :D.
Hallo,
ich hab auch ein kleines Problem. Ich nutze die oben stehende Schaltung
als spannungsgesteuerte Stromquelle (Schaltung hab ich im Netz
gefunden). Die beiden OPVs realisiere ich durch den IC AD8022. Mein
Problem ist, dass mit steigender Frequenz (ab ca. 1MHz) der
Ausgangsstrom beginnt zu sinken und ab ca. 1,6MHz so gut wie keiner mehr
fließt. Der Ausgangsstrom (durch Rlast) sollte aber noch bis ca. 60MHz
fließen.
Ia = Ue / 68 Ohm = 13,5mA (für f < 1MHz)
Der AD8022 hat eine max. Bandbreite von 130MHz.
Sinkt der Ausgangsstrom etwa steigender Frequenz des Eingangssignals?
@ Sven (Gast)
>Ausgangsstrom beginnt zu sinken und ab ca. 1,6MHz so gut wie keiner mehr>fließt. Der Ausgangsstrom (durch Rlast) sollte aber noch bis ca. 60MHz>fließen.
Eine Konstantstromquelle bis 60 MHz mal einfach mit einem Fundstück aus
dem I-Net aufbauen. Gewagt.
>Der AD8022 hat eine max. Bandbreite von 130MHz.>Sinkt der Ausgangsstrom etwa steigender Frequenz des Eingangssignals?
Wenn gleich die Schaltung schon recht niederohmig ist, hab ich meine
Zweifel, ob sie für 60 MHz die richtge Wahl ist, auch bei schnellen
OPVs.
MfG
Falk
@ Falk:
>Wenn gleich die Schaltung schon recht niederohmig ist, hab ich meine>Zweifel, ob sie für 60 MHz die richtge Wahl ist, auch bei schnellen>OPVs.
Die kleinen Widerstände habe ich erstmal nur genommen um das Prinzip zu
realisieren, d.h. dass Ia proportional Ue ist.Wenn die Bedingung R3 =
R2-R1 erfüllt ist, dann sollte auch Ia unabhängig von Ua sein.
Ich versteh halt grad noch nicht ganz, warum mit steigender Frequenz der
Ausgangsstrom sinkt? (in der Schaltung sind ja beispielsweise weder L´s
noch C´s drin)
Oder hab ich grad einen Denkfehler drin?
Schlussendlich werde ich zwar auf einen OPA zurück greifen, aber für
meine bisherigen Testzwecke wollte ich erstmal diesen Schaltungsaufbau
nehmen.
Sven schrieb:> Ich versteh halt grad noch nicht ganz, warum mit steigender Frequenz der> Ausgangsstrom sinkt? (in der Schaltung sind ja beispielsweise weder L´s> noch C´s drin)
Aber C's sind im OPV!
Ich habe mir die Bedingungen in Deiner Schaltung nicht näher angeschaut,
aber die 130MHz gelten nur bei "Small Signal Bandwidth VOUT = 50 mV
p-p". Bei "Large Signal Bandwidth VOUT = 4 V p-p" hast Du nur noch 4MHz.
Gruß Dietrich
Zwischenablage01.jpg
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